眾所周知,速度是有極限的,而這速度的極限便是光的速度。根據科學家的研究,光在真空中傳播的速度,是已知自然界中最快的速度。很多人都瞭解這一點,但是沒有人知道當速度超越了光速之後會發生什麼。物理界對此也給出了很多的遐想,最著名的觀點就是相對論。也就是說當物體的速度超越光速之後,便可以逆轉時間回到過去。
雖然這一點沒有得到驗證,但是很多人都相信了這一假說。在很多科幻電影中,這一假說也被經常性地用於時空穿梭的設定。雖然說速度的極限很值得我們去探索,但是我們今天要說的並不是速度而是聲音。
你有想過有極限的不只是速度還有聲音嗎?按照科學家的研究,目前人們所能聽到的最大的聲音為194分貝。和光速度不同,在研究光速的時候,我們研究的是光在真空中傳播的速度。而研究聲音,我們研究的是聲音在空氣中的極限。之所以有這樣的差別,是因為聲音有一個特性,那就是想要被我們的耳朵所捕捉,就必須透過空氣水或者固體這樣的介質。當然了,聲音在各種各樣的介質中傳播的速度也是不一樣的。
總體來說,聲音在空氣中傳播速度最慢,在液體中傳播速度較快,而在固體中能夠以最快的速度傳播,而且其在固體中傳播時的損耗較小。這也就可以解釋為什麼當我們偷聽的時候,總是喜歡將耳朵貼在門,桌面這樣的固體上了。
在討論聲音的極限是我們需要給它設立很多的前置條件。和速度不同,在探索速度這一屬性的時,我們可以以各種物體的運動作為參照,最終得到光是速度最快的。而在探索聲音的時候,我們只以人的耳朵為參照,這裡所說的聲音的極限是指我們的耳朵能夠聽到的極限。
這就引出了另一個問題,有些聲音是人耳所無法聽到的。什麼樣的聲音人耳無法聽到?這要從聲音的另一個特性震動頻率說起,聲音從本質上來說,也是物質的產物,其實是物質透過震動產生的。所以聲音就被賦予了震動頻率這一特性。
物理學家給聲音的震動頻率做了詳細的劃分,而人耳所能聽到的就是在20赫茲到2萬赫茲這一範圍內的聲音。低於20赫茲或者超過2萬赫茲的聲音,人耳都是無法聽到的。除了頻率這一特性,聲音的另一個特性振幅也相當重要。頻率描述的是物質振動得快不快,而震幅描述的則是聲音震動的幅度大不大。這主要的兩種特性共同構成了聲音的存在。
最後我們要說一說聲音最常用的單位分貝,分貝不同於振幅和頻率。其實專門用來描述聲音的大小,具體來說,這個單位描述的其實是壓強,也就是聲音在傳播時對空氣的壓力。而這一資料單位同樣是由振幅和頻率決定的。當我們瞭解這些基礎的概念之後,我們在回顧之前所說的人耳所能聽到的聲音的極限為194分貝,就很容易有個大概的認識。
那麼問題來了,為什麼我們只能聽到194分貝呢?原因很簡單,我們說分配指的是聲音對空氣的壓力,所以我們很容易得出一個結論。聲音越大,空氣受到的壓力越大。而當聲音超過194分貝的時候,對空氣的壓力就來到了一個臨界點。這時候空氣就會被擠壓在一起,形成像固體一樣的存在。而聲音雖然能夠在固體中傳播,但是要被人耳朵所聽到還是需要空氣作為介質才行。而這時候是超過194分貝的聲音,到達耳朵的時候。空氣都已經被擠壓成固體了,人耳又怎麼能聽得到呢?
更可怕的是,我們最好祈禱不要去聽超過194分貝的聲音。因為聲音超過194分貝的時,對空氣的擠壓會使得從聲源開始產生真空地帶。聲音的傳播速度我們都知道很快,所以這個真空地帶擴大的速度也是一樣的快。這意味著固體形態的空氣將以這個速度進行運動,假使我們有機會去聽超過194分貝的聲音,那就直接意味著固體形態的空氣,以高速運動的方式撞向人體,而脆弱的人體將會在瞬間被撕碎。
在科幻電影中,我們有時能看到聲音殺人的這種情景。事實上這種情景是有科學依據的,聲音的確可以殺人,但殺人的卻是聽不見的聲音。雖然聽上去似乎有些矛盾,但我們還是不要以身試法,妄想和194分貝以上的聲音做對抗了。
194分貝,是聲音的極限!如果一段超越,會發生什麼?
聲音是有極限的?如果超過“極限”會怎樣